JP2018160524A - Electrochemical device and circuit board with electrochemical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオンキャパシタなど蓄電素子を有する電気化学デバイス及び電気化学デバイスを備える回路基板に関する。 The present invention relates to an electrochemical device having a storage element such as a lithium ion capacitor, and a circuit board including the electrochemical device.
従来から、コンデンサやキャパシタなど蓄電素子を備える電子部品は、回路基板に実装されている。蓄電素子を備える電子部品のうちチップ型のコンデンサなどは、リフローハンダなどを用いて回路基板に実装されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic component including a storage element such as a capacitor or a capacitor is mounted on a circuit board. Of the electronic components including the storage element, a chip-type capacitor or the like is mounted on the circuit board using a reflow solder or the like.
しかしながら、特許文献1にみられるシリンダ型のリチウムイオンキャパシタなどは、耐熱性が低いため、処理温度が高温となるリフローハンダを用いることができない。そのため、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタは、手付けによるハンダ実装が推奨されており、実装作業の手間が掛かるとともに、作業時間も長くなる。 However, since the cylinder-type lithium ion capacitor and the like found in Patent Document 1 have low heat resistance, reflow solder having a high processing temperature cannot be used. Therefore, manual mounting of the cylinder-type lithium ion capacitor is recommended, which takes time and labor for mounting.
そこで、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、回路基板に簡単に接続することができる電気化学デバイス及び電気化学デバイスを備える回路基板を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the above subject, and it aims at providing a circuit board provided with the electrochemical device which can be easily connected to a circuit board, and an electrochemical device.
(1)本発明に係る1つの態様は、蓄電素子と、前記蓄電素子とともに電解液を収容した容器と、前記蓄電素子に一端が接続されたリード線と、を有する電気化学デバイスであって、前記リード線は、接合手段によりコネクタ付きケーブルが接合されているものである。
(2)上記(1)の態様において、前記接合手段は、常温で接合可能なものであってもよい。
(3)上記(1)又は(2)の態様において、前記接合手段は、圧着スリーブであってもよい。
(4)上記(1)から(3)までのいずれか1つの態様において、前記電気化学デバイスは、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタであってもよい。
(5)本発明に係る別の1つの態様は、上記(1)から(4)までのいずれか1つに記載の電気化学デバイスと、第2のコネクタが実装された基板本体と、を備える回路基板であって、前記第2のコネクタは、前記コネクタ付きケーブルが着脱可能に接続されているものである。
(1) One aspect according to the present invention is an electrochemical device having a power storage element, a container containing an electrolytic solution together with the power storage element, and a lead wire having one end connected to the power storage element, The lead wire is one in which a cable with a connector is joined by joining means.
(2) In the above aspect (1), the joining means may be capable of joining at room temperature.
(3) In the above aspect (1) or (2), the joining means may be a crimp sleeve.
(4) In any one of the above aspects (1) to (3), the electrochemical device may be a cylinder type lithium ion capacitor.
(5) Another aspect according to the present invention includes the electrochemical device according to any one of (1) to (4) above, and a substrate body on which the second connector is mounted. It is a circuit board, Comprising: The said 2nd connector is connected to the said cable with a connector so that attachment or detachment is possible.
本発明によれば、回路基板に簡単に接続することができる電気化学デバイス及び電気化学デバイスを備える回路基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a circuit board provided with the electrochemical device which can be easily connected to a circuit board, and an electrochemical device can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments of the present specification, the same members are denoted by the same reference numerals throughout.
本発明の実施形態に係る電気化学デバイス10及び回路基板100について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る電気化学デバイス10及び回路基板100を示す説明図である。図2は、本発明の実施形態に係る電気化学デバイス10を示す平面図である。図3は、電気化学デバイス10の接合手段30付近を示す拡大平面図である。
An
図1に示される回路基板100は、各種の電気・電子機器に用いられるものであり、抵抗やコンデンサなど図示されない電気素子が実装された基板本体101と、後述する電気化学デバイス10と、を備えている。この基板本体101は、通常ガラスエポキシ製のプリント基板であるが、フレキシブルプリント基板であってもよい。
A
一方、電気化学デバイス10は、例えば、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタであり、図1及び2に示されるように、蓄電素子11と、蓄電素子11とともに電解液を収容した容器12と、を有している。
On the other hand, the
蓄電素子11は、正極、負極及びセパレータが捲回されて形成されているものである。リチウムイオンキャパシタの場合、正極の電極材料として活性炭を含み、負極の電極材料としてリチウムイオンを吸蔵可能な炭素系材料を含む。
The
正極と負極との間に配置されているセパレータは、絶縁材料で形成されており、電解液の保持が可能になっている。この電解液には、電解質としてLiPF6やLiBF4などのリチウム塩、溶媒としてプロピレンカーボネートなどの非水溶媒が、それぞれ用いられている。 The separator disposed between the positive electrode and the negative electrode is made of an insulating material and can hold the electrolytic solution. In this electrolytic solution, a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is used as an electrolyte, and a nonaqueous solvent such as propylene carbonate is used as a solvent.
また、容器12は、外径が1cmから3cm程度で、長さが2cmから5cm程度の円筒状のものである。ただし、容器12の形状及びサイズは、これに限られず、例えば角形であってもよい。そして、容器12は、捲回された蓄電素子11及び電解液を収容した後、電解液が漏れないように、図示されない封止部材により封止されている。
The
さらに、電気化学デバイス10は、図3に示すように、蓄電素子11に一端が接続されたリード線13も有している。そして、このリード線13は、後述する接合手段30によりコネクタ付きケーブル20が接合されている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the
つぎに、コネクタ付きケーブル20は、2本のケーブルからなるケーブル本体21と、ケーブル本体21の一端が接続された第1のコネクタ22と、を有している。ケーブル本体21の長さは、使用態様に応じて適宜選択されるが、例えば5cmから15cm程度である。また、第1のコネクタ22は、本実施形態では雄型コネクタである。
Next, the
最後に、接合手段30は、電気化学デバイス10とコネクタ付きケーブル20とを、接合するもので、常温で接合可能なものである。このような接合手段30としては、例えば、圧着スリーブ31、より好ましくは絶縁被覆付きや防水型の圧着スリーブ31が挙げられる。
Finally, the joining means 30 joins the
圧着スリーブ31は、一方側から電気化学デバイス10のリード線13が挿入され、他方側からコネクタ付きケーブル20のリード線23が挿入される、円筒状のもので、図示されないカシメ手段により、カシメられている。このとき、圧着スリーブ31は、例えばカシメ部31aとして図示するように、1本につき2か所がカシメられている。カシメの方法はこれに限られず、例えば1か所で共締めしてもよい。
The
ここで、図1では、回路基板100の基板本体101に、少なくとも1つの第2のコネクタ102が実装されている。第2のコネクタ102は、第1のコネクタ22が着脱自在に接続される雌型コネクタである。なお、第1のコネクタ22及び第2のコネクタ102は、相補的な関係であるから、雄雌の型をそれぞれ入れ替えてもよい。
Here, in FIG. 1, at least one
そして、コネクタ付きケーブル20の第1のコネクタ22が、回路基板100の第2のコネクタ102に接続され、回路基板100に形成された電気回路などが動作すると、電気化学デバイス10に電流が流入し、充電状態となるか、あるいは、電気化学デバイス10から電流が流出し、放電状態(負荷への電力供給状態)となる。
When the
以上のとおり、本発明の実施形態に係る電気化学デバイス10は、蓄電素子11と、蓄電素子11とともに電解液を収容した容器12と、蓄電素子11に一端が接続されたリード線13と、を有する電気化学デバイス10であって、リード線13は、接合手段30によりコネクタ付きケーブル20が接合されているものである。これにより、電気化学デバイス10を回路基板100に簡単に接続することができる。
As described above, the
実施形態では、接合手段30は、常温で接合可能なものである。これにより、高温処理が必要となるハンダを使用することなく、つまり、リフローハンダ装置やハンダコテを使用することなく、低耐熱性の電気化学デバイス10を回路基板100に常温で接続することができる。
In the embodiment, the joining means 30 can be joined at room temperature. Thereby, the low heat resistant
実施形態では、接合手段30は、圧着スリーブ31である。これにより、電気化学デバイス10のリード線13と、コネクタ付きケーブル20のリード線23とを、常温で接合することができる。また、接合手段30に、絶縁被覆付きの圧着スリーブ31を使用することで、熱収縮チューブを取り付けて、絶縁する必要がなくなり、熱収縮チューブを取り付ける際に起きる熱の影響も排除することができる。
In the embodiment, the joining means 30 is a
また、絶縁被覆付きの圧着スリーブ31を使用することで、電気化学デバイス10のリード線13が、回路基板100への接続作業中に、露出されることがなく、あるいは、露出部が少なくなるため、短絡する可能性をできるだけ低減させることができる。
In addition, by using the
実施形態では、電気化学デバイス10は、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタである。リチウムイオンキャパシタは、製造初期に電圧(電力)を持っているため、これらの電気化学デバイス10自体の品質を保つためには、電気化学デバイス10の環境温度(雰囲気温度)は、85℃以下にする必要がある。
In the embodiment, the
すると、これらの電気化学デバイス10に対しては、リフローハンダ装置技術を使用することができないし、また、電気化学デバイス10のリード線13が短絡した場合も、安全弁が作動し、容器12が正常品でなくなるため、ハンダ浴槽技術も使用することができない。
Then, reflow soldering equipment technology cannot be used for these
そのため、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタなどの低耐熱性の電気化学デバイス10を回路基板100に接続する際に、高温処理が必要となるハンダを使用しない、実施形態の接続方法は、特に有効である。
Therefore, when connecting the low heat resistant
実施形態では、コネクタ付きケーブル20が接合された電気化学デバイス10と、第2のコネクタ102が実装された基板本体101とを備える回路基板100であって、第2のコネクタ102は、コネクタ付きケーブル20が着脱可能に接続されている。これにより、電気化学デバイス10を回路基板100に直接実装する必要がなくなるため、回路基板100の製造条件や制約がなくなるとともに、回路基板100の加工性も向上する。
In the embodiment, the
また、電気化学デバイス10が回路基板100に対してリジットに(固定的に)接続されておらず、コネクタ付きケーブル20で接続されているため、電気・電子機器の筐体から、回路基板100に伝達される衝撃及び振動を緩和することができる。
In addition, since the
さらに、ハンダ技術を使用することなく、第1のコネクタ22と、第2のコネクタ102とを接続する簡単な作業であるため、高度なハンダ技術を有さない作業者であっても、常に同じ品質の回路基板100を製造することができる。
Furthermore, since it is a simple operation of connecting the
(変形例)
上記実施形態では、電気化学デバイス10は、シリンダ型のリチウムイオンキャパシタであったが、蓄電素子11とともに電解液を収容した容器12を有している電気化学デバイス10であれば、捲回型の電解キャパシタ(コンデンサ)であっても、リチウムイオン電池であってもよい。このような電気化学デバイス10は、一般的に低耐熱性の封止部材により電解液が容器12に封止されている。
(Modification)
In the above embodiment, the
また、リフローハンダ装置及び工程における処理温度では、電子部品自体の品質が保てないような低耐熱性の電子部品に適用してもよい。 Further, the present invention may be applied to a low heat resistant electronic component in which the quality of the electronic component itself cannot be maintained at the processing temperature in the reflow soldering apparatus and process.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 電気化学デバイス、11 蓄電素子、12 容器、13 リード線
20 コネクタ付きケーブル、21 ケーブル本体、22 第1のコネクタ、23 リード線
30 接合手段、31 圧着スリーブ、31a カシメ部
100 回路基板、101 基板本体、102 第2のコネクタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記蓄電素子とともに電解液を収容した容器と、
前記蓄電素子に一端が接続されたリード線と、
を有する電気化学デバイスであって、
前記リード線は、接合手段によりコネクタ付きケーブルが接合されている
ことを特徴とする電気化学デバイス。 A storage element;
A container containing an electrolytic solution together with the power storage element;
A lead wire having one end connected to the storage element;
An electrochemical device comprising:
The lead wire is joined to a cable with a connector by a joining means.
ことを特徴とする請求項1に記載の電気化学デバイス。 The electrochemical device according to claim 1, wherein the joining means can be joined at room temperature.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気化学デバイス。 The electrochemical device according to claim 1, wherein the joining means is a crimp sleeve.
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の電気化学デバイス。 The electrochemical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrochemical device is a cylinder-type lithium ion capacitor.
第2のコネクタが実装された基板本体と、を備える回路基板であって、
前記第2のコネクタは、前記コネクタ付きケーブルが着脱可能に接続されている
ことを特徴とする回路基板。 The electrochemical device according to any one of claims 1 to 4,
A circuit board comprising a board body on which a second connector is mounted,
The circuit board, wherein the second connector is detachably connected to the cable with the connector.
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